專利名稱：基于制冷劑自然平衡技術(shù)的空調(diào)與熱泵熱水器兩用機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
基于制冷劑自然平衡技術(shù)的空調(diào)與熱泵熱水器兩用機(jī)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及空調(diào)機(jī)和熱水器領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于制冷劑自然平衡技術(shù)的空調(diào)與熱泵熱水器兩用機(jī)。
背景技術(shù)：
[0002]蒸汽壓縮式空調(diào)機(jī)具有夏季制冷、冬季采暖的調(diào)節(jié)空氣溫濕度功能，在其正常工作的情況下，從壓縮機(jī)端輸入一個(gè)單位的電能，可以從蒸發(fā)器端得到1-4倍的冷量，同時(shí)還可以從冷凝器端得到2-5倍的熱量，如果我們采用這樣的方式來獲得熱量，其制熱效率是電直接加熱方式的2-5倍。用能量守恒定律表示該現(xiàn)象，就是[0003]外界輸入空調(diào)機(jī)的電能+空調(diào)機(jī)的制冷量(蒸發(fā)器吸收的熱量)=空調(diào)冷凝器的散熱量。[0004]依據(jù)此原理，制造出了效率非常高的熱泵式空調(diào)機(jī)和空氣能熱水器。[0005]空調(diào)機(jī)在夏天運(yùn)行時(shí)，產(chǎn)生大量的廢熱排入大氣。同樣是夏季，空氣能熱水器依然需要消耗寶貴的能源。[0006]家用空調(diào)機(jī)在春季、秋季和冬季，又長(zhǎng)時(shí)間閑置不用，或少用。[0007]由于空調(diào)機(jī)和空氣能熱水器結(jié)構(gòu)類似，功能上可以互補(bǔ)，據(jù)此可生產(chǎn)出一種既能做空調(diào)機(jī)用，又能做空氣能熱水器使用的新型復(fù)合電器，它具備空調(diào)機(jī)和空氣能熱水器的全部功能，同時(shí)夏天可回收空調(diào)機(jī)制冷產(chǎn)生的廢熱用于生產(chǎn)熱水。[0008]在設(shè)計(jì)新型復(fù)合電器產(chǎn)品時(shí)，所需解決的核心技術(shù)問題是解決多種運(yùn)行模式下制冷劑量的平衡問題，即在各種運(yùn)行模式下，都能有合適的制冷劑量保證系統(tǒng)運(yùn)行正常。[0009]針對(duì)解決多種運(yùn)行模式下制冷劑的平衡問題，本人曾提出過一種設(shè)計(jì)方案并申請(qǐng)了專利，該專利申請(qǐng)的公開號(hào)為CN1880877A。但該方案經(jīng)過多次試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)不能穩(wěn)定運(yùn)行，其主要問題在于[0010]1、該方案采用電磁閥，只能通過控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)液態(tài)制冷劑正向旁通，氣態(tài)制冷劑正向截止，達(dá)不到無論氣態(tài)還是液態(tài)反向完全截止的作用。究其原因，是因?yàn)槠胀ǖ碾姶砰y反向不能承受壓力，即使閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，其反向受壓后極易自行導(dǎo)通，造成制冷劑短路，使得系統(tǒng)不能正常運(yùn)行。[0011]2、現(xiàn)有的空調(diào)機(jī)換熱器，其內(nèi)部管路走向無序，形成很多上下回彎，特別是室內(nèi)機(jī)換熱器，其進(jìn)出口管路全部都先繞到機(jī)器上部再往下走，形式為上進(jìn)上出，如圖8所示。當(dāng)運(yùn)行制熱水模式時(shí)，該換熱器雖然不工作，但因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)上不是上進(jìn)下出的順流方式，會(huì)逐步積存大量制冷劑，如圖9所示，將使整個(gè)系統(tǒng)缺少足夠的所需制冷劑，導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常工作。實(shí)用新型內(nèi)容[0012]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種運(yùn)行穩(wěn)定的基于制冷劑自然平衡技術(shù)的空調(diào)與熱泵熱水器兩用機(jī)。[0013]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種基于制冷劑自然平衡技術(shù)的空調(diào)與熱泵熱水器兩用機(jī)，包括壓縮機(jī)、熱水換熱器、四通閥、冷凝裝置、蒸發(fā)裝置、節(jié)流裝置、循環(huán)水泵、水箱和電控系統(tǒng)，所述壓縮機(jī)的排氣口通過管路與熱水換熱器的制冷劑管路進(jìn)口相連，所述熱水換熱器的制冷劑管路出口通過管路與四通閥的D 口相連，所述四通閥的C 口通過管路與冷凝裝置的冷凝器制冷劑管路進(jìn)口相連，所述冷凝裝置的冷凝器制冷劑管路出口通過管路與節(jié)流裝置相連，所述冷凝裝置的冷凝器上并聯(lián)有液體單向旁通裝置 I，所述液體單向旁通裝置I的位置低于冷凝器的位置或與冷凝器底部平齊，所述冷凝裝置的冷凝器制冷劑管路結(jié)構(gòu)形式為上進(jìn)下出，所述節(jié)流裝置通過管路與蒸發(fā)裝置的蒸發(fā)器制冷劑管路進(jìn)口相連，所述蒸發(fā)裝置的蒸發(fā)器制冷劑管路出口通過管路與四通閥的E 口相連，所述蒸發(fā)裝置的蒸發(fā)器上并聯(lián)有液體單向旁通裝置II，所述液體單向旁通裝置II的位置低于蒸發(fā)器的位置或與蒸發(fā)器底部平齊，所述蒸發(fā)裝置的蒸發(fā)器制冷劑管路結(jié)構(gòu)形式為上進(jìn)下出，所述四通閥的S 口通過管路與壓縮機(jī)的進(jìn)氣口相連，所述水箱的出水口通過管路與循環(huán)水泵的進(jìn)口相連，所述循環(huán)水泵的出口通過管路與熱水換熱器的加熱管路進(jìn)口相連，所述熱水換熱器的加熱管路出口通過管路與水箱的進(jìn)水口相連。[0014]進(jìn)一步，所述液體單向旁通裝置I可為由冷凝電磁閥與單向閥I串接而成的液體單向旁通裝置或?yàn)樵O(shè)有制冷劑自動(dòng)平衡閥I的液體單向旁通裝置。[0015]進(jìn)一步，所述制冷劑自動(dòng)平衡閥I的正向設(shè)有浮球開關(guān)I，反向設(shè)有單向閥III。[0016]進(jìn)一步，所述液體單向旁通裝置II可為由蒸發(fā)電磁閥與單向閥II串接而成的液體單向旁通裝置或?yàn)樵O(shè)有制冷劑自動(dòng)平衡閥II的液體單向旁通裝置。[0017]進(jìn)一步，所述制冷劑自動(dòng)平衡閥II的正向設(shè)有浮球開關(guān)II，反向設(shè)有單向閥IV。[0018]進(jìn)一步，所述冷凝裝置為風(fēng)冷式冷凝裝置或水冷式冷凝裝置，所述蒸發(fā)裝置為風(fēng)冷式蒸發(fā)裝置或水冷式蒸發(fā)裝置。[0019]進(jìn)一步，所述節(jié)流裝置可由兩根毛細(xì)管和單向閥V構(gòu)成或由雙向膨脹閥構(gòu)成。[0020]通過研究發(fā)現(xiàn)，采用由電磁閥與單向閥串聯(lián)而成的旁通裝置，可達(dá)到正向液態(tài)旁通，氣態(tài)截止，反向氣態(tài)液態(tài)完全截止的功能。當(dāng)然，也可不完全依靠電磁閥，而采用可實(shí)現(xiàn)同樣功能的其它裝置，如上述的制冷劑自動(dòng)平衡閥。對(duì)于電磁閥+單向閥的方案，是通過控制電磁閥實(shí)現(xiàn)對(duì)于正向氣態(tài)截止和液態(tài)導(dǎo)通的控制；對(duì)于制冷劑自動(dòng)平衡閥，是通過其內(nèi)部的浮球利用流體的不同狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)對(duì)于正向氣態(tài)截止和液態(tài)導(dǎo)通的控制。通過對(duì)電磁閥 +單向閥、以及制冷劑自動(dòng)平衡閥兩種可行方案的總結(jié)，對(duì)比單一電磁閥旁通的方案。我們將該功能總結(jié)為液態(tài)單向旁通功能，實(shí)現(xiàn)該功能的裝置稱為液態(tài)單向旁通裝置。[0021]本實(shí)用新型通過在冷凝器和蒸發(fā)器上并聯(lián)液體單向旁通裝置，既可以使液態(tài)制冷劑正向能通過，氣態(tài)截止，也可防止發(fā)生制冷劑反向短路，從而保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行；本實(shí)用新型還通過約定蒸發(fā)器和冷凝器的結(jié)構(gòu)形式，使制冷劑管路為上進(jìn)下出，讓處于不工作狀態(tài)的換熱器內(nèi)的制冷劑順利流出，保證系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)一機(jī)兼有多功能的目標(biāo)同時(shí)能長(zhǎng)時(shí)間正常工作。此外，本實(shí)用新型在工作時(shí)可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)達(dá)到最高效率或接近最高效率，從而達(dá)到良好的節(jié)能效果。


[0022]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1一家用空調(diào)空氣能熱水器兩用機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理示意圖；[0023]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例2的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理示意圖；[0024]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例3—戶式地源熱泵中央空調(diào)&中央熱水器兩用機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理示意圖；[0025]圖4為現(xiàn)有技術(shù)在運(yùn)行純制冷模式時(shí)制冷劑需求量的原理說明圖；[0026]圖5為現(xiàn)有技術(shù)在運(yùn)行制冷+全熱回收模式時(shí)制冷劑需求量的原理說明圖；[0027]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例1在運(yùn)行純制冷模式時(shí)制冷劑需求量的原理說明圖；[0028]圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例1在運(yùn)行制冷+全熱回收模式時(shí)制冷劑需求量的原理說明圖；[0029]圖8為典型空調(diào)的蒸發(fā)器制冷劑管路結(jié)構(gòu)示意圖；[0030]圖9為圖8所示蒸發(fā)器在運(yùn)行制熱水模式時(shí)制冷劑管路中制冷劑沉積的示意圖；[0031]圖10為本實(shí)用新型在運(yùn)行制熱水模式時(shí)蒸發(fā)器制冷劑管路中制冷劑沉積的示意圖。
具體實(shí)施方式
[0032]
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。[0033]實(shí)施例1 家用空調(diào)空氣能熱水器兩用機(jī)[0034]參照?qǐng)D1，本實(shí)施例包括壓縮機(jī)1、熱水換熱器2、四通閥3、冷凝裝置、蒸發(fā)裝置、節(jié)流裝置6、循環(huán)水泵9、水箱16和電控系統(tǒng)，所述冷凝裝置為風(fēng)冷式冷凝裝置，包括冷凝器4 和冷凝風(fēng)機(jī)14，所述蒸發(fā)裝置為風(fēng)冷式蒸發(fā)裝置，包括蒸發(fā)器5和蒸發(fā)風(fēng)機(jī)15，所述壓縮機(jī) 1的排氣口通過管路與熱水換熱器2的制冷劑管路進(jìn)口相連，所述熱水換熱器2的制冷劑管路出口通過管路與四通閥的D 口相連，所述四通閥的C 口通過管路與冷凝器4的制冷劑管路進(jìn)口相連，所述冷凝器4的制冷劑管路出口通過管路與節(jié)流裝置6相連，所述冷凝器4上并聯(lián)有由冷凝電磁閥7與單向閥I 10串接而成的液體單向旁通裝置I，所述液體單向旁通裝置I中的冷凝電磁閥7與單向閥I 10的位置低于冷凝器4的位置，所述冷凝裝置的冷凝器制冷劑管路結(jié)構(gòu)形式為上進(jìn)下出，所述節(jié)流裝置6通過設(shè)有截止閥I 17的管路與蒸發(fā)器 5的制冷劑管路進(jìn)口相連，所述蒸發(fā)器5的制冷劑管路出口通過設(shè)有截止閥II 18管路與四通閥的E 口相連，所述蒸發(fā)器5上并聯(lián)有由蒸發(fā)電磁閥8與單向閥II 11串聯(lián)而成的液體單向旁通裝置II，所述液體單向旁通裝置II中的蒸發(fā)電磁閥7與單向閥II 11的位置低于蒸發(fā)器5的位置，所述蒸發(fā)裝置的蒸發(fā)器制冷劑管路結(jié)構(gòu)形式為上進(jìn)下出，所述四通閥3的S 口通過管路與壓縮機(jī)1的進(jìn)氣口相連，所述水箱16的出水口通過管路與循環(huán)水泵9的進(jìn)口相連，所述循環(huán)水泵9的出口通過管路與熱水換熱器2的加熱管路進(jìn)口相連，所述熱水換熱器 2的加熱管路出口通過管路與水箱16的進(jìn)水口相連。[0035]所述節(jié)流裝置6由兩根毛細(xì)管和單向閥V構(gòu)成。當(dāng)然，也可采用具有相同功能的其它裝置。[0036]下表為本實(shí)施例各種運(yùn)行模式所對(duì)應(yīng)的控制邏輯表[0037]主要電控部件邏輯表·開啟；〇關(guān)閉[0038]
權(quán)利要求1.一種基于制冷劑自然平衡技術(shù)的空調(diào)與熱泵熱水器兩用機(jī)，包括壓縮機(jī)、熱水換熱器、四通閥、冷凝裝置、蒸發(fā)裝置、節(jié)流裝置、循環(huán)水泵、水箱和電控系統(tǒng)，其特征在于所述冷凝裝置的冷凝器上并聯(lián)有液體單向旁通裝置I，所述液體單向旁通裝置I的位置低于冷凝器的位置或與冷凝器底部平齊，所述冷凝裝置的冷凝器制冷劑管路結(jié)構(gòu)形式為上進(jìn)下出，所述蒸發(fā)裝置的蒸發(fā)器上并聯(lián)有液體單向旁通裝置II，所述液體單向旁通裝置II的位置低于蒸發(fā)器的位置或與蒸發(fā)器底部平齊，所述蒸發(fā)裝置的蒸發(fā)器制冷劑管路結(jié)構(gòu)形式為上進(jìn)下出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于制冷劑自然平衡技術(shù)的空調(diào)與熱泵熱水器兩用機(jī)，其特征在于所述液體單向旁通裝置I為由冷凝電磁閥與單向閥I串接而成的液體單向旁通裝置或?yàn)樵O(shè)有制冷劑自動(dòng)平衡閥I的液體單向旁通裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于制冷劑自然平衡技術(shù)的空調(diào)與熱泵熱水器兩用機(jī)，其特征在于所述制冷劑自動(dòng)平衡閥I的正向設(shè)有浮球開關(guān)I，反向設(shè)有單向閥III。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于制冷劑自然平衡技術(shù)的空調(diào)與熱泵熱水器兩用機(jī)， 其特征在于所述液體單向旁通裝置II為由蒸發(fā)電磁閥與單向閥II串接而成的液體單向旁通裝置或?yàn)樵O(shè)有制冷劑自動(dòng)平衡閥II的液體單向旁通裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于制冷劑自然平衡技術(shù)的空調(diào)與熱泵熱水器兩用機(jī)，其特征在于所述制冷劑自動(dòng)平衡閥II的正向設(shè)有浮球開關(guān)II，反向設(shè)有單向閥IV。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于制冷劑自然平衡技術(shù)的空調(diào)與熱泵熱水器兩用機(jī)， 其特征在于所述冷凝裝置為風(fēng)冷式冷凝裝置或水冷式冷凝裝置，所述蒸發(fā)裝置為風(fēng)冷式蒸發(fā)裝置或水冷式蒸發(fā)裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于制冷劑自然平衡技術(shù)的空調(diào)與熱泵熱水器兩用機(jī)， 其特征在于所述節(jié)流裝置由兩根毛細(xì)管和單向閥V構(gòu)成或由雙向膨脹閥構(gòu)成。
專利摘要基于制冷劑自然平衡技術(shù)的空調(diào)與熱泵熱水器兩用機(jī)，包括壓縮機(jī)、熱水換熱器、四通閥、冷凝裝置、蒸發(fā)裝置、節(jié)流裝置、循環(huán)水泵、水箱和電控系統(tǒng)，所述冷凝裝置的冷凝器上并聯(lián)有液體單向旁通裝置Ⅰ，所述液體單向旁通裝置Ⅰ的位置低于冷凝器的位置或與冷凝器底部平齊，所述冷凝裝置的冷凝器制冷劑管路結(jié)構(gòu)形式為上進(jìn)下出，所述蒸發(fā)裝置的蒸發(fā)器上并聯(lián)有液體單向旁通裝置Ⅱ，所述液體單向旁通裝置Ⅱ的位置低于蒸發(fā)器的位置或與蒸發(fā)器底部平齊，所述蒸發(fā)裝置的蒸發(fā)器制冷劑管路結(jié)構(gòu)形式為上進(jìn)下出。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)制冷、制熱、制熱水、制冷同時(shí)制熱水和制熱同時(shí)制熱水5種功能，且運(yùn)行穩(wěn)定。
文檔編號(hào)F25B29/00GK202254484SQ20112038202
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月10日
發(fā)明者彭建華, 戴立宏, 敖小件, 湯海波, 許桂香, 鄒琳, 陳賽你, 高克宏 申請(qǐng)人:彭建華, 敖小件